水稻種植面積遙感信息提取研究.pdf

1、水稻遙感信息提取是遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要內(nèi)容。遙感技術(shù)作為地球信息科學(xué)的前沿技術(shù)，可以在短期內(nèi)連續(xù)獲取大范圍的地面信息，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的快速收集和定量分析，反應(yīng)迅速，客觀性強，是目前最為有效的對地觀測技術(shù)和信息獲取手段。水稻生產(chǎn)在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全方面具有舉足輕重的地位，如何及時、客觀、準確地獲取水稻面積、長勢、產(chǎn)量等信息對科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。常規(guī)的水稻長勢監(jiān)測、面積獲取和估產(chǎn)的方法，不僅費時費力，而且有其局限性。我

2、國從20世紀80年代起開始開展農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測工作，在水稻遙感估產(chǎn)方面已取得了長足的進步。但在過去的二十幾年中，大尺度水稻信息提取多以NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。由于NOAA/AVHRR本身不是為土地覆蓋和植被研究所設(shè)計的，受其本身數(shù)據(jù)特性的局限，其監(jiān)測精度有待進一步提高。 Terra/MODIS是一種新型的衛(wèi)星遙感器，其數(shù)據(jù)空間分辨率為1000m，500m，250m，在波譜0.4-14.5μm范圍內(nèi)有36個波段，覆蓋了可見光、

3、近紅外和短波紅外波段，而且波段均較窄，加上其每天一次對地區(qū)覆蓋的高時間分辨率，MODIS的發(fā)射為大尺度水稻遙感信息提取提供了新的機遇。本論文以MODIS數(shù)據(jù)為主要信息源，以水稻的波譜特性和物候特性為基礎(chǔ)，開展利用MODIS數(shù)據(jù)的多時相及免費獲取的優(yōu)勢，進行大尺度水稻遙感信息提取研究，探討了適用的模型和算法，實現(xiàn)大尺度水稻信息的遙感提取，提高了水稻遙感定量精度。 具體研究內(nèi)容和結(jié)果概述如下： (1)根據(jù)各種地物由于其結(jié)構(gòu)、

4、組成及理化性質(zhì)的差異，導(dǎo)致其對電磁波的反射及本身的熱量存在著差異。結(jié)合SPOT-5衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的具體特點，分析了水稻和其它背景地物的地光譜特征及植被特征波段，基于分層決策樹的水稻信息識別模型，實現(xiàn)水稻面積信息遙感自動提取。 (2)研究利用MODIS數(shù)據(jù)與水稻生長密切相關(guān)的7個光學(xué)反射率波段進行波譜信息分析，選取了RED，BLUE，NIR，SWIR 4個特征波段，并構(gòu)建了NDVI，EVI，LSWI三個特征參量作為水稻信息提取的工作

5、波段。分析黑龍江省和浙江省水稻典型物候特征，選取水稻種植前的休耕期、秧苗的移栽期、秧苗生長期和成熟期等多時像MODIS地表反射率影像數(shù)據(jù)，通過歸一化植被指數(shù)、增強植被指數(shù)及利用對土壤濕度和植被水分含量較為敏感的短波紅外波段計算得到的陸地表面水指數(shù)進行水稻種植面積信息獲取。 (3)MODIS數(shù)據(jù)提取結(jié)果與SPOT、TM、現(xiàn)狀圖以及統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)進行對比分析，結(jié)果表明，黑龍江省總體精度達95.6％以上，浙江省平原區(qū)精度達85％以上，因